JPH06328631A - 金属箔張りコンポジット積層板およびプリント配線板 - Google Patents

金属箔張りコンポジット積層板およびプリント配線板

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JPH06328631A
JPH06328631A JP12179593A JP12179593A JPH06328631A JP H06328631 A JPH06328631 A JP H06328631A JP 12179593 A JP12179593 A JP 12179593A JP 12179593 A JP12179593 A JP 12179593A JP H06328631 A JPH06328631 A JP H06328631A
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JP
Japan
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resin
inorganic filler
thermal expansion
intermediate layer
printed wiring
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JP12179593A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Nishimura
勝彦 西村
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Resonac Corp
Original Assignee
Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0366Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement reinforced, e.g. by fibres, fabrics

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  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】パッケージ部品を表面実装するプリント配線板
の基板として適した熱膨張率の小さい金属箔張りコンポ
ジット積層板を提供する。絶縁基板がコンポジット積層
板であるプリント配線板において、表面実装したパッケ
ージ部品の半田接続信頼性を高くする。 【構成】中間層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス不織布
基材、表面層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布基材
で構成されたものにおいて、中間層の樹脂中に含まれる
無機充填材の合成熱膨張率を15ppm/℃以下にし、
かつ、中間層の樹脂中の無機充填材の体積分率を0.7
5以上にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低熱膨張率のパッケー
ジ部品を表面実装するプリント配線板用として適した金
属箔張りコンポジット積層板およびプリント配線板に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器に用いられるプリント配
線板の部品搭載形態は、機器の高信頼性、小型化のため
に高密度表面実装の方向に向かっている。これにより、
実装されるパッケージ部品は、熱膨張率が14ppm/
℃であったものから8ppm/℃程度のもの、例えば、
TSOP(Thin Small Outline Package)やTQFP
(Thin Quad Flat Package)などに変わりつつある。中
間層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス不織布基材、表面
層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布基材で構成され
た金属箔張りコンポジット積層板をプリント配線板に加
工した場合、その平面方向の熱膨張率は20ppm/℃
程度である。これは、コンポジット積層板の中間層の樹
脂中における無機充填材の体積分率が0.1〜0.5の範
囲にしかないためである。このようなプリント配線板に
前記のパッケージ部品を表面実装すると、パッケージ部
品とプリント配線板の間の熱膨張率の差が大きくなり、
パッケージ部品を半田接続している部分に熱応力がかか
り、クラックが発生し易い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、パッケージ部品を表面実装するプリント配
線板の基板として適した熱膨張率の小さい金属箔張りコ
ンポジット積層板を提供することである。また、絶縁基
板がコンポジット積層板であるプリント配線板におい
て、表面実装したパッケージ部品の半田接続信頼性を高
くすることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る金属箔張りコンポジット積層板は、中間
層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス不織布基材、表面層
が熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布基材で構成された
ものにおいて、中間層の樹脂中に含まれる無機充填材の
合成熱膨張率が15ppm/℃以下であり、中間層の樹
脂中の無機充填材の体積分率が0.75以上であること
を特徴とする。また、本発明に係るプリント配線板は、
中間層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス不織布基材、表
面層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布基材よりなる
コンポジット積層板で構成されたものにおいて、中間層
の樹脂中に含まれる無機充填材の合成熱膨張率が15p
pm/℃以下であり、中間層の樹脂中の無機充填材の体
積分率が0.75以上であることを特徴とする。本発明
において、無機充填材は、水酸化アルミニウム、ガラス
粉等を単独あるいは混合して用いる。1種類の無機充填
材を単独で用いる場合、合成熱膨張率とはその無機充填
材自体の熱膨張率である。2種類以上の無機充填材を混
合して用いる場合は、合成熱膨張率とは次の(数1)で
表される。
【0005】
【数1】 合成熱膨張率=α1φ1+α2φ1+---+αiφi+--- αi:充填材iの熱膨張率 φi:全充填材中の充填材iの体積分率
【0006】
【作用】コンポジット積層板は、ガラス織布を基材とす
る表面層とガラス不織布を基材とする中間層から構成さ
れているが、この中間層の樹脂中に低コスト化と機械的
強度の保持を目的として無機充填材を添加している。図
1は、中間層の樹脂中の無機充填材の体積分率を一定
(0.75)にして、無機充填材の合成熱膨張率とコン
ポジット積層板の熱膨張率の関係を示したものである。
無機充填材の合成熱膨張率が15ppm/℃のところで
コンポジット積層板の熱膨張率が大きく変化することが
分かる。また、図2は、中間層の樹脂中の無機充填材の
合成熱膨張率を一定(15ppm/℃)にして、中間層
の樹脂中の無機充填材の体積分率とコンポジット積層板
の熱膨張率の関係を示したものである。無機充填材の体
積分率が0.75のところでコンポジット積層板の熱膨
張率が大きく変化することが分かる。以上のことから、
中間層の樹脂中の無機充填材の合成熱膨張率を15pp
m/℃以下にして、かつ、同樹脂中の無機充填材の体積
分率を0.75以上にすることにより、コンポジット積
層板の熱膨張率を小さくできることが理解できる。
【0007】
【実施例】本発明において使用する熱硬化性樹脂は、ポ
リブタジエン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メ
ラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケイ素樹脂など
の通常使用されているものである。シート状基材への含
浸作業性から、樹脂ワニスの粘度が大きくならない低分
子量樹脂を用いるのが好ましい。積層板を難燃化するた
めに、ブロム化合物やリン化合物などの難燃剤を樹脂中
に添加してもよい。コンポジット積層板の中間層を構成
するガラス不織布基材に含浸する樹脂には無機充填材を
多量に添加するが、樹脂ワニス中での無機充填材の沈降
を抑制するために、ワニスに分散剤あるいは増粘剤を添
加するとよい。本発明において使用するガラス不織布
は、Eガラス、Dガラス等を使用した電気絶縁用に通常
使用されているものである。ガラス繊維を結合して不織
布にするためのバインダーとしては、エポキシ樹脂、ポ
バール、アクリロニトリル、パルプなどが使用されてい
る。また、本発明において使用するガラス織布も、Eガ
ラス、Dガラス等を使用した電気絶縁用に通常使用され
ているものである。ガラス織布の織り密度が大きいと、
コンポジット積層板の表面層の熱膨張率が小さくなるた
め、好ましくは、織り密度が大きいものを選択する。コ
ンポジット積層板の表面に一体化される金属箔は、銅
箔、ニッケル箔、アルミニウム箔などである。本発明の
実施例を比較例と共に詳細に説明する。
【0008】(実施例1)エポキシ樹脂(油化シェル製
「Ep−1001」,エポキシ当量500)100gに
ジシアンジアミド3gおよび触媒として2−エチル4−
メチルイミダゾール0.2gを均一に溶かし、ワニス
(A)を得た。ワニス(A)をガラス織布(190g/
2)に含浸、乾燥させ、樹脂含有量が41重量%のプ
リプレグ(A)を得た。無機充填材としてEガラス粉
(熱膨張率6.4ppm/℃)を、固形分換算で体積分
率が0.80になるようにワニス(A)に添加した。ま
た、界面活性剤(日本油脂製「マリアリム」,骨格内に
ポリオキシアルキレングリコールと酸無水物構造をもつ
化合物)を樹脂固形分の体積分率1.00に対し0.0
01になるように添加し、ワニス(B1)を調製した。
ワニス(B1)をガラス不織布(73g/m2)に含
浸、乾燥させ、無機充填材を含む樹脂含有量が92重量
%のプリプレグ(B1)を得た。プリプレグ(B1)3
枚を中間層とし、その両表面にプリプレグ(A)を載置
し、最表面には両面に銅箔(厚さ18μm)を載せ、1
70℃、40Kg/cm2で60分間積層成形して銅張り積
層板を得た。
【0009】(実施例2)実施例1において、無機充填
材をEガラス粉と水酸化アルミニウム(熱膨張率15.
0ppm/℃)の混合物(両者の体積分率:Eガラス粉
/水酸化アルミニウム=24.5/75.5,合成熱膨
張率:13.0ppm/℃)とし、固形分換算で無機充
填材の体積分率0.82のワニス(B2)を調製した。
ワニス(B2)をガラス不織布に含浸、乾燥させ、無機
充填材を含む樹脂含有量が93重量%のプリプレグシー
ト(B2)を得た。プリプレグシート(A)、プリプレ
グシート(B2)を用い、実施例1と同様にして積層成
形して銅張り積層板を得た。
【0010】(実施例3)実施例1において、無機充填
材を水酸化アルミニウムとし、固形分換算で無機充填材
の体積分率0.75のワニス(B3)を調製した。ワニ
ス(B3)をガラス不織布に含浸、乾燥させ、無機充填
材を含む樹脂含有量が93重量%のプリプレグシート
(B3)を得た。プリプレグシート(A)、プリプレグ
シート(B3)を用い、実施例1と同様にして積層成形
して銅張り積層板を得た。
【0011】(比較例1)実施例1において、無機充填
材を水酸化アルミニウムとタルク(熱膨張率20.0p
pm/℃)の混合物(両者の体積分率:水酸化アルミニ
ウム/タルク=40/60,合成熱膨張率:18.0p
pm/℃)とし、固形分換算で無機充填材の体積分率
0.40のワニス(B4)を調製した。ワニス(B4)
をガラス不織布に含浸、乾燥させ、無機充填材を含む樹
脂含有量が90重量%のプリプレグシート(B4)を得
た。プリプレグシート(A)、プリプレグシート(B
4)を用い、実施例1と同様にして積層成形して銅張り
積層板を得た。
【0012】(比較例2)実施例1において、無機充填
材を水酸化アルミニウムとタルクの混合物(両者の体積
分率:水酸化アルミニウム/タルク=40/60,合成
熱膨張率:18.0ppm/℃)とし、固形分換算で無
機充填材の体積分率0.82のワニス(B5)を調製し
た。ワニス(B5)をガラス不織布に含浸、乾燥させ、
無機充填材を含む樹脂含有量が93重量%のプリプレグ
シート(B5)を得た。プリプレグシート(A)、プリ
プレグシート(B5)を用い、実施例1と同様にして積
層成形して銅張り積層板を得た。
【0013】(比較例3)実施例1において、無機充填
材をEガラス粉とし、固形分換算で無機充填材の体積分
率0.70のワニス(B6)を調製した。ワニス(B
6)をガラス不織布に含浸、乾燥させ、無機充填材を含
む樹脂含有量が93重量%のプリプレグシート(B6)
を得た。プリプレグシート(A)、プリプレグシート
(B6)を用い、実施例1と同様にして積層成形して銅
張り積層板を得た。
【0014】上記各銅張り積層板の熱膨張率と、当該銅
張り積層板をプリント配線版に加工しICチップを表面
実装方式で半田付けしたときの半田接続信頼性を評価し
た結果とを表1に示す。尚、熱膨張率は、TMA法で測
定したものである。また、半田接続信頼性は、−30℃
・1時間と150℃・1時間の冷熱サイクル試験を行
い、試料の1%が導通不良に至るまでのサイクル数で評
価した。
【0015】
【表1】
【0016】表1から、コンポジット積層板の中間層の
樹脂中の無機充填材の合成熱膨張率を15ppm/℃以
下にし、かつ、同樹脂中の無機充填材の体積分率を0.
75以上にすることにより、コンポジット積層板の熱膨
張率が小さくなり、表面実装したICチップの半田接続
信頼性が高くなることがわかる。
【0017】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る金属箔張り
コンポジットの積層板は、平面方向の熱膨張率が小さ
く、部品を表面実装方式により搭載するプリント配線板
用として適したものである。また、本発明に係るプリン
ト配線板は、部品を表面実装方式により搭載し、冷熱サ
イクルを繰り返しても、半田接続部の信頼性の高いもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンポジット積層板の中間層の樹脂中の無機充
填材の体積分率を一定(0.75)にして、無機充填材
の合成熱膨張率とコンポジット積層板の熱膨張率の関係
を示した曲線図である。
【図2】コンポジット積層板の中間層の樹脂中の無機充
填材の合成熱膨張率を一定(15ppm/℃)にして、
中間層の樹脂中の無機充填材の体積分率とコンポジット
積層板の熱膨張率の関係を示した曲線図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中間層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス不
    織布基材、表面層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布
    基材で構成された金属箔張りコンポジット積層板におい
    て、 前記中間層は、樹脂中に含まれている無機充填材の合成
    熱膨張率が15ppm/℃以下であり、樹脂中の無機充
    填材の体積分率が0.75以上であることを特徴とする
    金属箔張りコンポジット積層板。
  2. 【請求項2】中間層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス不
    織布基材、表面層が熱硬化性樹脂を含浸したガラス織布
    基材よりなるコンポジット積層板で絶縁基板が構成され
    たプリント配線板において、 前記中間層は、樹脂中に含まれている無機充填材の合成
    熱膨張率が15ppm/℃以下であり、樹脂中の無機充
    填材の体積分率が0.75以上であることを特徴とする
    プリント配線板。
JP12179593A 1993-05-25 1993-05-25 金属箔張りコンポジット積層板およびプリント配線板 Pending JPH06328631A (ja)

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